發(fā)布時間：2020-12-09 16:35

　　四氫呋喃（THF）具有廣泛用途,同時也是一種持久性環(huán)境污染物。微生物降解是去除四氫呋喃污染的最有效手段之一。本論文圍繞四氫呋喃降解菌株Rhodococcus sp. YYL進行研究,評價了THF對菌株YYL基礎代謝的影響,開展了海藻糖對菌株YYL降解THF及生物強化定殖的影響研究,闡明了非THF降解菌株Bacillus cereus HZX和菌株YYL在降解THF時的互作關系,所獲結果分述如下：（1）利用核磁共振（NMR）代謝組學方法研究菌株YYL響應THF時代謝組變化。結果顯示菌株YYL在利用酵母膏作為碳源時,THF脅迫對菌株YYL的代謝物幾乎沒有影響；THF降解過程中,菌株YYL生理代謝發(fā)生動態(tài)變化,主要是積累海藻糖、加快三羧酸循環(huán)（TCA）中從琥珀酸到蘋果酸的轉化速率和加速蛋白質與核苷酸合成等生理代謝,為更好地發(fā)揮THF降解性能。菌株YYL胞內海藻糖積累量與菌株YYL降解THF速率正相關。2 mM海藻糖添加到菌株YYL降解THF的培養(yǎng)基中后,結果表明在初始pH 7.0時,相對于菌株YYL在較適生長初始pH 8.26,菌體細胞需要外源海藻糖起保護劑的作用,體現(xiàn)在2 mM海藻糖能提高... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
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摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
    1. 四氫呋喃降解菌及降解途徑的研究
        1.1 四氫呋喃降解菌的分離與種類
        1.2 四氫呋喃降解途徑的研究進展
        1.3 四氫呋喃單加氧酶及其基因研究進展
    2. 基礎代謝組學在微生物研究中的運用
        2.1 代謝組學研究微生物響應環(huán)境壓力
        2.2 代謝組學研究微生物基因功能
        2.3 代謝組學在發(fā)酵工藝的監(jiān)控和優(yōu)化中的運用
        2.4 代謝組學在環(huán)境微生物領域的運用
        2.5 展望
    3. 海藻糖在細胞應對逆境脅迫響應與適應中的作用機制
        3.1 微生物細胞內海藻糖的積累機制
        3.2 海藻糖保護微生物細胞的作用機制
        3.3 展望
    4. 生物強化中的微生物定殖研究
        4.1 與生物刺激法聯(lián)合
        4.2 利用生物載體將強化微生物固定化
        4.3 投加與降解菌產生共聚效應的菌株
    5. 微生物在生物降解過程中的互作關系研究
        5.1 互作模式的類型
        5.2 展望
    6. 研究的目的、意義及主要內容
        6.1 研究的目的和意義
        6.2 研究的主要內容
第二章 四氫呋喃下Rhodococcus sp.YYL的代謝組研究
    第一節(jié) Rhodococcus sp.YYL代謝網(wǎng)絡變化研究
        1. 材料與方法
            1.1 材料與試劑
            1.2 實驗方法
        2. 結果與分析
            2.1 紅球菌YYL代謝物的譜圖
            2.2 PCA法分析紅球菌YYL代謝組整體水平差異
            2.3 OPLS-DA驗證紅球菌YYL代謝物的變化
            2.4 菌株YYL在降解THF時基因表達的變化
        3. 小結與討論
            3.1 與能量代謝相關的糖酵解循環(huán)
            3.2 與THF降解相關的三羧酸循環(huán)（TCA）
            3.3 與滲透調節(jié)相關的代謝
            3.4 氨基酸及核苷酸代謝
    第二節(jié) 海藻糖對Rhodococcus sp.YYL降解THF性能的影響研究
        1. 材料與方法
            1.1 培養(yǎng)基
            1.2 樣品收集與蛋白、RNA的提取
            1.3 THF氣象色譜測定條件
            1.4 蛋白定量、酶活與反映抗氧化活性的物質測定
            1.5 實時熒光定量PCR分析
        2. 結果與分析
            2.1 海藻糖對菌株YYL降解THF的影響
            2.2 海藻糖對菌株YYL降解THF時能量代謝影響
            2.3 海藻糖對菌株YYL降解THF時的抗氧化系統(tǒng)影響
        3. 小結與討論
第三章 海藻糖在處理四氫呋喃廢水系統(tǒng)中的生態(tài)效應
    第一節(jié) 細菌總群落結構變化研究及胞外多糖成分分析
        1. 材料與方法
            1.1 反應器運行
            1.2 活性污泥總DNA提取
            1.3 454焦磷酸測序及數(shù)據(jù)分析
            1.4 活性污泥混合液懸浮固體（MLSS）測定
            1.5 EPS提取及測定
        2. 結果與分析
            2.1 序列質量評估
            2.2 Beta多樣性分析
            2.3 物種豐度分析
            2.4 依據(jù)門類分類水平的微生物群落結構分析
            2.5 污泥中胞外多聚物（EPS）含量變化
        3. 小結與討論
    第二節(jié) 可溶性單鐵單加氧酶基因（SDIMO）及細胞色素P450氧化酶基因（CYP153）多樣性分析
        1. 材料與方法
            1.1 反應器運行
            1.2 活性污泥總DNA提取
            1.3 污泥降解THF搖瓶實驗
            1.4 基因SDIMO和CYP153的PCR擴增
            1.5 變性梯度凝膠電泳（DGGE）
            1.6 基因SDIMO和CYP153克隆文庫分析
            1.7 熒光定量PCR（qPCR）分析
        2. 結果與分析
            2.1 反應器污泥THF降解效率
            2.2 基因SDIMO豐度及多樣性變化
            2.3 基因CYP153豐度及多樣性變化
        3. 小結與討論
    第三節(jié) 參與氮循環(huán)細菌菌群結構變化研究
        1. 材料與方法
            1.1 反應器運行
            1.2 活性污泥總DNA提取
            1.3 可溶性無機氮的測定
            1.4 氮循環(huán)相關功能基因的PCR擴增
            1.5 變性梯度凝膠電泳（DGGE）
            1.6 功能基因克隆文庫分析
            1.7 熒光定量PCR（qPCR）分析
        2. 結果與分析
            2.1 反應器出水中可溶性無機氮含量變化
            2.2 氮循環(huán)相關功能基因DGGE結果
            2.3 氮循環(huán)相關功能基因克隆文庫分析
            2.4 氮循環(huán)相關功能基因qPCR分析
        3. 小結與討論
第四章 THF降解菌Rhodococcus sp.YYL與非降解菌Bacillus cereus HZX的互作關系研究
    第一節(jié) THF降解菌Rhodococcus sp.YYL與非降解菌Bacillus cereus HZX共培養(yǎng)中的相互影響
        1. 材料與方法
            1.1 培養(yǎng)基及菌株接種量
            1.2 THF濃度及pH值測定
            1.3 菌株比例測定
            1.4 基因thm的表達水平檢測
        2. 結果與分析
            2.1 THF降解曲線
            2.2 培養(yǎng)基中pH值變化曲線
            2.3 THF單加氧酶基因表達水平變化（thm/Ru）
            2.4 菌株YYL與HZX的比例變化（thm/GEM）
        3. 小結與討論
    第二節(jié) 單獨培養(yǎng)與共培養(yǎng)中的宏轉錄組學比較分析
        1. 材料與方法
            1.1 樣品準備
            1.2 總RNA提取與質檢
            1.3 轉錄組測序
            1.4 數(shù)據(jù)預處理
            1.5 序列組裝
            1.6 NR注釋
            1.7 基因組成分析
            1.8 基因定量
            1.9 基因功能注釋
            1.10 差異基因表達及其GO、KEGG顯著性富集分析
        2. 結果與分析
            2.1 樣品總RNA提取
            2.2 序列組裝
            2.3 基于對公共數(shù)據(jù)庫檢索的功能注釋
            2.4 基因表達差異分析
            2.5 差異基因GO顯著性富集分析
            2.6 差異基因KEGG顯著性富集分析
            2.7 THF降解相關基因表達分析
        3. 小結與討論
第五章 論文總結
    1. 論文的主要研究結論
    2. 論文的創(chuàng)新之處
    3. 論文的不足與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間研究成果與個人榮譽


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Bioaugmentation with a pyridine-degrading bacterium in a membrane bioreactor treating pharmaceutical wastewater[J]. Donghui Wen,Jing Zhang,Ruilin Xiong,Rui Liu,Lujun Chen.  Journal of Environmental Sciences. 2013(11)



本文編號：2907156